城市轨道交通线路平面设计

任务 城市轨道交通线路平面设计 2.线路平面设计的主要技术要素
图15全轴距示意
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2.曲线附加阻力 城市轨道交通车辆在曲线上运行的阻力大于同样条件下在直线上
运行的阻力，其增大部分称为曲线附加阻力，简称曲线阻力。 曲线阻力产生的原因主要为列车在曲线上运行时，因轮轨间的纵
2.缓和曲线 为了保证列车运行安全和
乘客乘车的舒适性，使列车安 全、平顺地由直线路段运行到 圆曲线路段（或由圆曲线路段 运行到直线路段），避免向心 力的突然产生（或消除），而 在直线与圆曲线之间设置一个 曲率半径逐渐变化的曲线，该 曲线称为缓和曲线。缓和曲线 的半径变化如图14所示。
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任务
城 市
城市轨道交通线路平
轨 道
面设计
交
通
任务 城市轨道交通线路平面设计 1.线路平面组成
图9线路平面
城市轨道交通线路中心线在 水平面上的投影称为线路平面 （见图9），其反映线路的曲直变 化。线路的平面包括直线和曲线， 而曲线由圆曲线和缓和曲线构成， 如图10所示。我国线路曲线的基 本形式是直线—缓和曲线—圆曲 线—缓和曲线—直线，如图11所 示。
和养护维修均较为有利。但当圆曲线长度小于车辆的全轴距［全轴距是指一节车 第一位轴至最后位轴之间的距离（见图15），目前我国城市轨道交通车辆的全轴 距不超过20 m］时，列车将同时跨越在三种不同的线型上，会降低列车的稳定性 和乘客的舒适度，并会危及行车安全。应保证在圆曲线范围内有不少于2个间距为 10 m的正矢桩，以便绳正曲线。
图12不设缓和曲线的曲线示意
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图13设缓和曲线的曲线示意
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不设缓和曲线的曲线，即圆曲线，包含四个要素：偏角α、半径R、切线长Ty、 曲线长Ly。曲线中相关长度（切线长Ty、曲线长Ly及外矢距Ey）与2.线路平面设计的主要技术要素
3.曲线超高和限速 （1）曲线超高。列车经过曲线地段时，内外
轨受力不均匀，乘客舒适度降低，而且会影响线 路的安全。为了解决这个问题，将外轨顶面抬高 一定的高度h，使列车自身的重力（G）产生一个 水平方向的重力分力，用来平衡在曲线地段列车 的离心力（C）作用，以减小内外轨受力不均匀， 提高乘客舒适度，保证线路安全，这个高差即超 高，如图16所示。外轨超高是曲线外轨顶面与内 轨顶面的水平高度之差。
设缓和曲线的曲线包含五个要素：偏角α、半径R、缓和曲线长 、切线长T、曲 线长L。曲线中相关长度（切线长T、曲线长L及外矢距E）与半径R、偏角α、缓和曲 线长 的关系如下：
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其中
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图14缓和曲线的半径变化
线路平面设计的主要技术要素包括曲线半径和 曲线长度、曲线附加阻力、曲线超高和限速、缓和 曲线线型和长度、夹直线的长度、曲线加宽、线路 平面里程等。
较为理想的城市轨道交通平面由直线和少量曲 线组成，且曲线半径尽可能大，在曲线和直线之间 设缓和曲线过渡。但是，实际情况一般比较复杂， 平面不可能全是直线，曲线的存在不可避免。
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1.曲线半径和曲线长度 （2）曲线半径。城市轨道交通线路曲线半径应根据车辆类型、列车设计运行
速度、沿线地形、地物等条件因地制宜、由大到小合理选定。考虑到允许未被平 衡的离心加速度值不能超过乘客舒适允许的限度，曲线半径的理论计算公式如下：
向和横向滑动，轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于转向架转 向力和侧向力作用，上、下心盘等部分摩擦加剧。
因此，在进行城市轨道交通线路设计时，应采用较长的直线段、 较小的曲线偏角，缩短线路长度，改善运营条件，降低运营支出。相 邻两直线的位置不同，它们之间曲线的位置也不同，因而在选定直线 位置时，不能孤立地进行，应同时考虑曲线位置。
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表23圆曲线最小曲线半径
单位：m
注1：A型车：车辆基本宽度为3 000 mm，基本长度为22 m，地板面距轨面高1 130 mm， 轴重不大于16 t，车辆定距为15 700 mm。
注2：B型车：车辆基本宽度为2 800 mm，基本长度为19 m，地板面距轨面高1 100 mm， 轴重不大于14 t，车辆定距为15 700 mm。
式中：Rmin——满足欠超高要求的最小曲线半径（m）； v——设计速度（km/h）； hmax——最大超高，120 mm； hqy——最大允许欠超高，61 mm。
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1.曲线半径和曲线长度 （3）曲线长度。城市轨道交通圆曲线长度短，对改善瞭望条件、减少行车阻力
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图10线路平面的组成
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图11线路平面的基本形式
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1.曲线 线路曲线部分可分为
不设缓和曲线的曲线（见 图12）和设缓和曲线的曲 线（见图13）两种类型。 线路平面曲线半径过大时， 可直接设置圆曲线连接直 线段，即不设缓和曲线。
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1.曲线半径和曲线长度
（1）最小曲线半径。 最小曲线半径是修建城市轨道交通的主要技术标准之一，
对线路的工程造价、运行速度和养护维修等都有非常大的影 响。因此，最小曲线半径应根据车辆类型、列车设计运行速 度和工程的难易程度等情况进行比选确定。圆曲线最小曲线 半径不得小于表 2-3的要求。
图16超高设置原理
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（2）未被平衡超高。超高设定后是一个定值，它 所产生的向心加速度只能平衡一种速度的离心加速度。 当列车通过曲线路段时，列车的速度会上下浮动，由此 就产生了超高值设多或者设少的情况。